淺談準池鐵路火燒洼特大橋鉆孔樁施工

羅芳

摘 要：本文結(jié)合新建準池鐵路火燒洼特大橋施工的具體實踐，就我國西部地區(qū)特殊地質(zhì)條件下的鐵路特大型橋梁鉆孔樁施工的關(guān)鍵工序和技術(shù)控制進行了簡要闡述。

關(guān)鍵詞：鐵路橋梁；鉆孔樁施工；關(guān)鍵工序；技術(shù)控制

準池鐵路是大準鐵路和朔黃鐵路的連接線，中鐵十九局集團第六工程有限公司所承建的第4標段線路長30.554km。主要工程量為：正線路基約18371m；特大橋1座933.3延米，大橋3座820.18延米等。其中，火燒洼特大橋全長933.33m，共29個墩臺。本工程樁基主要采用Φ100cm、Φ125cm兩種樁徑的鉆孔樁，根據(jù)樁基分布、現(xiàn)場地質(zhì)條件、設(shè)計樁徑、樁長等情況進行鉆機選型，本工程擬采用回轉(zhuǎn)鉆、沖擊鉆成孔，鋼筋籠集中分節(jié)制作，現(xiàn)場吊裝接長?；炷劣砂韬驼炯泄?yīng)、導(dǎo)管法水下灌注。現(xiàn)就鉆樁施工進行介紹。

1.自然地理特征

1.1地形地貌

沿線通過主要有中低山區(qū)、山前坡風積黃土高原區(qū)、山間河谷區(qū)等地貌單元，ZCZQ-4標段位于山前坡風積黃土高原區(qū)主要分布區(qū)范圍內(nèi)。地面高程1300～1400m，相對高差30～100m。

1.2地質(zhì)條件

本線經(jīng)過濕陷性黃土、膨脹土、鹽漬土、滑坡、崩坍、錯落、巖溶等不良地質(zhì)地段。

1.2.1崩塌錯落

在黃土地段由于沖溝發(fā)育，形成黃土陡壁，黃土本身強度低，垂直節(jié)理發(fā)育，受雨水影響，容易形成崩塌、錯落。在黃土沖溝地段的橋梁、路基工程應(yīng)嵌入穩(wěn)定巖土體內(nèi)，并對兩側(cè)一定范圍內(nèi)進行坡面防護。

1.2.2特殊巖土

濕陷性黃土：第四系上更新統(tǒng)坡風積層砂質(zhì)黃土，為全線分布最廣泛的地層之一，主要分布于山坡緩坡和階地及山頂，淺黃色-灰黃色，硬塑-堅硬，垂直節(jié)理發(fā)育，可見大孔隙，具濕陷性。

膨脹土：線路經(jīng)過范圍上第三系、白堊系全-強風化泥巖，伊利石和蒙脫石含量較高，具膨脹性。膨脹（巖）土山坡丘坡平緩，丘頂圓渾，植被稀疏。巖芯風干失水后多龜裂，具有明顯的吸水膨脹、軟化、強度降低、失水收縮的特征。

1.3水文地質(zhì)

沿線主要河流有渾河、蒼頭河、恢河等及其支流，均屬海河水系，各河流多為季節(jié)性河流，一般無水或水量很小，夏季降雨集中容易形成洪水，歷時短，流速大。本標段范圍地表水主要為人工水庫積水，水質(zhì)較好，無侵蝕性。

1.4地震參數(shù)

根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-2001），本標段范圍地震動峰值加速度為0.1g，沿線地震動反映譜特征周期為Ⅰ區(qū)，相當于地震基本烈度七度。

2.鉆孔樁工藝流程

施工準備→場平或筑島→放樁位、埋設(shè)護筒→鉆機就位、對中→鉆進、掏砟→清孔→成孔檢查→安放鋼筋籠→下導(dǎo)管→灌注混凝土前的準備工作→（下一根樁）鉆機移位→汽車吊就位→灌注水下混凝土→拆、拔護筒→清理樁頭。

3.工序和控制要點

3.1施工準備

按要求進行場地平整，清除雜物，換除軟土，夯打密實。準確測定樁位，并測放出護樁。

3.2埋設(shè)護筒

采用鋼護筒，鋼板壁厚6mm，高度為2m，做成整體圓形，為增加剛度防止變形，在護筒上、下端和中部的外側(cè)各焊一道加勁肋。

采用埋深1.5m，護筒頂高出地面50cm，埋設(shè)時將護筒周圍0.5m～1.0m范圍內(nèi)土挖除，夯填粘土至護筒底0.5m以下。

3.3泥漿配制

泥漿采用優(yōu)質(zhì)膨潤土造漿。制備及循環(huán)分離系統(tǒng)由泥漿攪拌機、泥漿池、泥漿分離器和泥漿沉淀處理器等組成，泥漿循環(huán)利用。在鉆孔樁施工過程中，對沉淀池中沉渣及澆筑混凝土時溢出的廢棄泥漿隨時清理，嚴防泥漿溢流，并用汽車棄運至指定地點傾泄，禁止就地棄渣，污染周圍環(huán)境。

3.4回旋鉆機成孔

回旋鉆機鉆機就位前，對鉆孔各項工作再次進行檢查，確保各項工作正常。鉆機就位后，將鉆桿中心準確對準孔位中心，保證底座和頂端平穩(wěn)，鉆進中不產(chǎn)生位移或沉陷。

開始鉆孔時應(yīng)稍提鉆具，以正循環(huán)方式在護筒內(nèi)造漿（制漿前應(yīng)先把粘土塊打碎，使其在攪拌中易于成漿，提高泥漿質(zhì)量），并開動泥漿泵進行循環(huán)，待泥漿均勻后開始鉆進。若無法形成較理想的泥漿時，加入膨潤土或優(yōu)質(zhì)粘土進行攪拌造漿，待泥漿性能符合要求后方可鉆進。鉆具下入孔內(nèi)，鉆頭應(yīng)距孔底鉆渣面20～50cm，并開動泥漿泵，使沖洗液循環(huán)2～3min，然后開動鉆機。鉆進過程采用反循環(huán)鉆進，慢慢將鉆頭放至孔底。輕壓慢轉(zhuǎn)數(shù)分鐘后，逐漸增加轉(zhuǎn)速和增大鉆壓，并適當控制鉆速，特別是鉆孔深度達到護筒埋置以下后，鉆速適當減慢以防塌孔。

正常鉆進時，應(yīng)合理調(diào)整和掌握鉆進參數(shù)，不得隨意提動孔內(nèi)鉆具。加接鉆桿時，應(yīng)先將鉆具稍提離孔底，待沖洗液循環(huán)3～5min后再加接鉆桿。鉆進過程中要及時填寫鉆孔施工記錄，交接班時應(yīng)詳細交待本班鉆進情況及下一班需注意的事項。隨時注意護筒口泥漿面高度，發(fā)現(xiàn)有漏漿情況出現(xiàn)時，查明原因，并及時補水入護筒。

鉆進中控制水頭高度，并經(jīng)常測定泥漿性能，保持一定的比重、粘度和含砂率，否則進行更換或補漿。當沉淀池中的沉渣較多時，及時外運，以保證泥漿性能符合要求和泥漿循環(huán)系統(tǒng)暢通。

3.5沖擊鉆機成孔

鉆機就位，泥漿稠度滿足護壁要求和孔壁壓力，當泥漿量和泥漿的技術(shù)指標達到要求時開始鉆進。

開始鉆進要緩慢，采用小沖程鉆進，待通過護筒底口后方可正常鉆進。鉆進過程中注意取樣，根據(jù)地層情況及時調(diào)整沖程、泥漿稠度，在通過堅硬密實卵石層或基巖漂石之類的土層時采用高沖程；在通過松散砂、礫類土或卵石夾土層時采用中沖程；在易坍孔或流砂地段采用小沖程，并提高泥漿的稠度和相對密度。在通過漂石或巖層，如表面不平整，先投入粘土、小片石，將表面墊平，再用十字形鉆錐進行沖擊鉆進，防止斜孔彎孔。鉆孔作業(yè)分班連續(xù)進行。鉆進中根據(jù)鉆進速度及鉆渣情況準確判定并詳細記錄鉆進過程地質(zhì)變化情況。

泥漿經(jīng)沉淀池凈化處理后排放，排放不能造成對周圍農(nóng)田及水源的污染，鉆渣用汽車運至指定位置堆放。

3.6檢孔及清孔

鉆孔達到要求深度后采用灌注樁孔徑檢測系統(tǒng)進行檢查，各項指標符合要求后立即進行清孔。采用泥漿置換法進行清孔。

清孔須達到符合設(shè)計及規(guī)范要求，澆筑水下混凝土前孔底沉渣厚度滿足設(shè)計及規(guī)范要求，嚴禁采用加深鉆孔深度的方法代替清孔。

在清孔排渣時注意保持孔內(nèi)水頭，防止坍塌。澆筑水下混凝土前，檢查沉渣厚度，進行二次清孔，必要時用高壓風沖射孔底沉淀物，立即澆筑水下混凝土，保證孔底沉渣厚度不大于設(shè)計要求。

3.7鋼筋籠制作與安裝

鋼筋籠集中加工、整體吊裝入孔。為了吊裝時有足夠的剛度，主筋與加強箍筋必須全部焊接，如條件困難時可分段（每段不超過6m～8m）入孔，為減少上下節(jié)偏心，上下兩段應(yīng)保持順直，接頭采用對焊，條件不具備時，可采用幫條焊接。

鋼筋籠入孔后，應(yīng)牢固定位，以免在灌注混凝土過程中發(fā)生掉籠或浮籠現(xiàn)象。

3.8灌注水下混凝土

采用直升導(dǎo)管法灌注水下混凝土。導(dǎo)管上設(shè)漏斗，漏斗下設(shè)隔水栓。開始時漏斗中儲備足量的混凝土，其數(shù)量要保證在首批混凝土灌注后，導(dǎo)管下口埋入混凝土中1m以上。以后盡量采用連續(xù)快速灌注，并始終保證導(dǎo)管口埋在混凝土中（控制在2m～6m范圍內(nèi)）。為使灌注工作順利進行，應(yīng)盡量縮短灌注時間，使整個灌注工作在首批混凝土初凝以前完成。

灌注結(jié)束后，用測繩準確測出樁頂?shù)幕炷撩鏄烁?，并按?guī)范要求考慮超灌余量。

3.9樁基檢測

按設(shè)計要求，在監(jiān)理工程師在場的情況下，對樁的完整性采用聲波透射法或低應(yīng)變反射波法進行質(zhì)量檢測；要求進行靜載抗壓試驗或全長鉆孔取樣試驗的，委托有資質(zhì)的單位進行。

4.結(jié)語

通過對以上關(guān)鍵工序進行了嚴格的技術(shù)控制，中鐵十九局集團第六工程有限公司承建的準池鐵路火燒洼特大橋的鉆孔樁施工合格率達到100%，完全滿足了設(shè)計要求，并為日后類似工程施工積累了豐富經(jīng)驗。